利用Quartus Prime实现DE2-115流水灯

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FPGA（1）在DE-115上电亮流水灯

前言

什么是fpga？
FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL （可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点
我们需要哪些工具？
1.DE2-115开发板 2. Quartus Prime软件

一、Quartus Prime基础步骤

建立新的设计项目
进入主界面，选择File->New Project Wizard命令，点击next至项目界面，选择保存的位置，并输入项目名和顶层实体文件名。选择目标器件Cyclone IV E，再设置筛选条件，选择package中的FBGA，Pin count选择780，Core speed grade选择7，target选择specfic device selected 那个选项，再在最下方的devices目录里选择EP4CE115F29C7
再点击next至finish
输入设计文件
File->New的design files中选择verilog HDL Flies，输入设计文件，输入完成后保存，文件名输入waterlight.v，勾选下方的add file to current project，单击保存。
分配引脚
手工分配引脚的流程为assignments中Pin Planner，但在分配引脚前最好进行一次全编译（progressing中的start compilation。分配引脚的方式是双击端口旁的location，再右键点击箭头，或者手动输入引脚。该例中引脚如下
编译设计文件
编辑器件，测试功能
使用JTAG编程模式对FPGA器件编程，测试功能。首先将开发板左下角的SW19拨到上方，选择tools中的programmer，将文件导入后，确认器件名为EP4CE115F29，并确认program小方框勾选，选择mode下拉列表框中的JTAG，单击左上角Hardward Setup，在弹出的窗口中选择USB-Blaster，单击start开始

二、文件部分

1.设计管脚

代码如下（示例）：

module waterlight(input En,input CP,output reg [0:7] Out);//匹配8个灯，故宽度为8
reg [25:0] cnt;
reg cnt1;
reg Cn;
parameter cnt_max = 26'd49_999_999;//时钟的频率是50mhz，要实现几秒钟变一次就调到//相应时间，例子为1s每次

2.读秒部分

代码如下（示例）：

always@(posedge CP or negedge En)//该always循环实现的是一秒钟的计数
   if(En==1'b0)
 	cnt<=26'd0;
   else if(cnt == cnt_max)
	cnt<=26'd0;
   else 
	cnt<=cnt + 1'b1;
always @(posedge CP or negedge En) //cnt每次为1代表到了一秒钟
   if(En==1'b0)
 	cnt1<=1'b0;
   else if(cnt == cnt_max-1'd1)
	cnt1<=1'b1;
   else 
	cnt1<=1'b0;

利用两个循环，用cnt1代表到1s时间

3.亮灯部分

代码如下（示例）：

always @(posedge CP or negedge En)
	if(En==1'b0) begin
	  if(Dn==1'b1)                  //用 Dn来判断赋不同的值，1为亮，也就可以实现两个灯一起移动的选择
 	     Out <=8'b00000001;
	  else
	     Out <=8'b00000011;
	 end
   else begin
	    if (Out[0]==1'b1)//不用判断整个Out，只需要判断最边上的1，为1则表示需要改变方向，方向由Cn判断
		      Cn<=1'b1;
		 else if(Out[7]==1'b1)
		      Cn<=1'b0;
	      if (cnt1==1'b1) begin
		      if(Cn==1'b1)
			       Out<={1'b0,Out[0:6]};//右移
			    else
			       Out<={Out[1:7],1'b0};//左移
			 end
   end


endmodule